Dihybrides Kreuz. Beispiele zur Lösung typischer Probleme

Vererbungsmuster, ihre zytologische Grundlage. Von G. Mendel festgestellte Vererbungsmuster, ihre zytologischen Grundlagen (mono- und dihybride Kreuzung). Gesetze von T. Morgan: verknüpfte Vererbung von Merkmalen, Verletzung der Verknüpfung von Genen. Sexgenetik. Vererbung von geschlechtsgebundenen Merkmalen. Interaktion von Genen. Der Genotyp als integrales System. Menschliche Genetik. Methoden zum Studium der Humangenetik. Lösung genetischer Probleme. Erstellung von Kreuzungsschemata

Vererbungsmuster, ihre zytologische Grundlage

Nach der chromosomalen Vererbungstheorie ist jedes Genpaar in einem Paar homologer Chromosomen lokalisiert und jedes der Chromosomen trägt nur einen dieser Faktoren. Wenn wir uns vorstellen, dass Gene Punktobjekte auf geraden Linien sind - Chromosomen, dann können homozygote Individuen schematisch als A||A oder a||a geschrieben werden, während heterozygote Individuen - A||a. Während der Bildung von Gameten während der Meiose befindet sich jedes der Gene eines heterozygoten Paares in einer der Keimzellen.

Wenn beispielsweise zwei heterozygote Individuen gekreuzt werden, dann ist es unter der Voraussetzung, dass in jedem von ihnen nur ein Gametenpaar gebildet wird, möglich, nur vier Tochterorganismen zu erhalten, von denen drei mindestens ein dominantes Gen A tragen werden, und zwar nur man wird homozygot für das rezessive Gen sein ein, d.h. die Vererbungsmuster sind statistischer Natur.

In Fällen, in denen sich Gene auf verschiedenen Chromosomen befinden, erfolgt während der Bildung von Gameten die Verteilung von Allelen eines bestimmten Paares homologer Chromosomen zwischen ihnen völlig unabhängig von der Verteilung von Allelen anderer Paare. Es ist die zufällige Anordnung homologer Chromosomen am Spindeläquator in der Metaphase I der Meiose und ihre anschließende Divergenz in der Anaphase I, die zu der Vielfalt der Allel-Rekombination in Gameten führt.

Die Anzahl der möglichen Kombinationen von Allelen in männlichen oder weiblichen Gameten kann durch die allgemeine Formel 2 n bestimmt werden, wobei n die Anzahl der für den haploiden Satz charakteristischen Chromosomen ist. Beim Menschen ist n = 23, und die mögliche Anzahl von Kombinationen beträgt 2 23 = 8388608. Die anschließende Assoziation von Gameten während der Befruchtung ist ebenfalls zufällig, und daher kann bei den Nachkommen eine unabhängige Aufspaltung für jedes Merkmalspaar festgestellt werden.

Die Anzahl der Merkmale in jedem Organismus ist jedoch um ein Vielfaches größer als die Anzahl seiner Chromosomen, die unter einem Mikroskop unterschieden werden können, daher muss jedes Chromosom viele Faktoren enthalten. Wenn wir uns vorstellen, dass ein bestimmtes Individuum, heterozygot für zwei Genpaare, die sich in homologen Chromosomen befinden, Gameten produziert, dann sollte man nicht nur die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Gameten mit den ursprünglichen Chromosomen berücksichtigen, sondern auch Gameten, die veränderte Chromosomen erhalten haben ein Ergebnis des Übergangs in Prophase I der Meiose. Folglich entstehen bei den Nachkommen neue Merkmalskombinationen. Die Grundlage bildeten die in Experimenten an Drosophila gewonnenen Daten Chromosomentheorie der Vererbung.

Eine weitere grundlegende Bestätigung der zytologischen Grundlage der Vererbung wurde bei der Untersuchung verschiedener Krankheiten erhalten. Beim Menschen ist also eine der Krebsformen auf den Verlust eines kleinen Abschnitts eines der Chromosomen zurückzuführen.

Von G. Mendel etablierte Vererbungsmuster, ihre zytologischen Grundlagen (mono- und dihybride Kreuzung)

Die Hauptmuster der unabhängigen Vererbung von Merkmalen wurden von G. Mendel entdeckt, der Erfolg hatte, indem er in seiner Forschung eine damals neue hybridologische Methode anwandte.

Der Erfolg von G. Mendel wurde durch folgende Faktoren sichergestellt:

eine gute Wahl des Untersuchungsobjekts (Saaterbsen), das eine kurze Vegetationsperiode hat, eine selbstbestäubende Pflanze ist, eine beträchtliche Menge Samen produziert und durch eine große Anzahl von Sorten mit gut unterscheidbaren Merkmalen vertreten ist;
Verwendung nur reiner Erbsenlinien, die über mehrere Generationen keine Merkmalsspaltung bei den Nachkommen hervorriefen;
Konzentration auf nur ein oder zwei Zeichen;
Planung des Experiments und Erstellung klarer Kreuzungsschemata;
genaue quantitative Berechnung der resultierenden Nachkommenschaft.

Für die Studie hat G. Mendel nur sieben Zeichen ausgewählt, die alternative (kontrastierende) Erscheinungsformen haben. Schon bei den ersten Kreuzungen bemerkte er, dass bei den Nachkommen der ersten Generation, wenn Pflanzen mit gelben und grünen Samen gekreuzt wurden, alle Nachkommen gelbe Samen hatten. Ähnliche Ergebnisse wurden bei der Untersuchung anderer Merkmale erhalten. Die Zeichen, die in der ersten Generation vorherrschten, nannte G. Mendel Dominant. Diejenigen von ihnen, die nicht in der ersten Generation erschienen, wurden berufen rezessiv.

Personen, die bei den Nachkommen Aufspaltung gaben, wurden gerufen heterozygot, und Personen, die kein Splitting gegeben haben - homozygot.

Erbsenzeichen, deren Vererbung von G. Mendel untersucht wurde

Kreuzung genannt, bei der die Ausprägung nur eines Merkmals untersucht wird monohybrid. In diesem Fall werden die Vererbungsmuster von nur zwei Varianten eines Merkmals verfolgt, dessen Entwicklung auf ein Paar allelischer Gene zurückzuführen ist. Zum Beispiel hat das Merkmal "Blumenkronenfarbe" bei Erbsen nur zwei Erscheinungsformen - rot und weiß. Alle anderen für diese Organismen charakteristischen Merkmale werden nicht berücksichtigt und bei den Berechnungen nicht berücksichtigt.

Das Schema der monohybriden Kreuzung ist wie folgt:

Durch die Kreuzung zweier Erbsenpflanzen, von denen die eine gelbe und die andere grüne Samen hatte, erhielt G. Mendel in der ersten Generation Pflanzen ausschließlich mit gelben Samen, unabhängig davon, welche Pflanze als Mutter und welche als Vater gewählt wurde. Die gleichen Ergebnisse wurden bei Kreuzungen für andere Merkmale erhalten, was G. Mendel zu einer Formulierung veranlasste Gesetz der Uniformität der Hybriden der ersten Generation, die auch genannt wird Mendels erstes Gesetz und das Gesetz der Herrschaft.

Mendels erstes Gesetz:

Bei der Kreuzung homozygoter Elternformen, die sich in einem Paar alternativer Merkmale unterscheiden, sind alle Hybriden der ersten Generation sowohl im Genotyp als auch im Phänotyp einheitlich.

A - gelbe Samen; ein- grüne Samen

Bei der Selbstbestäubung (Kreuzung) von Hybriden der ersten Generation stellte sich heraus, dass 6022 Samen gelb und 2001 grün sind, was ungefähr einem Verhältnis von 3:1 entspricht. Die entdeckte Regelmäßigkeit wird aufgerufen Spaltungsgesetz, oder Mendels zweites Gesetz.

Mendels zweites Gesetz:

Bei der Kreuzung von heterozygoten Hybriden der ersten Generation in den Nachkommen wird die Dominanz eines der Merkmale in einem Verhältnis von 3:1 nach Phänotyp (1:2:1 nach Genotyp) beobachtet.

Durch den Phänotyp eines Individuums ist es jedoch bei weitem nicht immer möglich, seinen Genotyp festzustellen, da beide Homozygoten für das dominante Gen ( AA) und Heterozygoten ( Ah) wird eine Manifestation des dominanten Gens im Phänotyp aufweisen. Daher für Organismen mit Fremdbefruchtung gelten Kreuz analysieren Eine Kreuzung, bei der ein Organismus mit einem unbekannten Genotyp mit einem homozygoten rezessiven Gen gekreuzt wird, um den Genotyp zu testen. Gleichzeitig geben homozygote Individuen für das dominante Gen keine Aufspaltung bei den Nachkommen, während bei den Nachkommen heterozygoter Individuen eine gleiche Anzahl von Individuen mit sowohl dominanten als auch rezessiven Merkmalen beobachtet wird:

Basierend auf den Ergebnissen seiner eigenen Experimente schlug G. Mendel vor, dass sich Erbfaktoren während der Bildung von Hybriden nicht vermischen, sondern unverändert bleiben. Da die Verbindung zwischen den Generationen durch Gameten erfolgt, nahm er an, dass bei ihrer Bildung nur ein Faktor eines Paares in jeden der Gameten gelangt (dh die Gameten sind genetisch rein) und während der Befruchtung das Paar wiederhergestellt wird . Diese Annahmen werden aufgerufen Gametenreinheitsregeln.

Gametenreinheitsregel:

Während der Gametogenese werden die Gene eines Paares getrennt, d.h. jeder Gamet trägt nur eine Variante des Gens.

Organismen unterscheiden sich jedoch in vielerlei Hinsicht voneinander, sodass es möglich ist, Muster ihrer Vererbung nur durch die Analyse von zwei oder mehr Merkmalen in den Nachkommen zu ermitteln.

Kreuzung, bei der die Vererbung berücksichtigt wird und eine genaue quantitative Erfassung der Nachkommen nach zwei Merkmalspaaren erfolgt, wird als Kreuzung bezeichnet dihybrid. Wenn die Manifestation einer größeren Anzahl von Erbmerkmalen analysiert wird, dann ist dies bereits der Fall polyhybrides Kreuz.

Dihybrid-Kreuzschema:

Bei einer größeren Vielfalt an Gameten wird es schwierig, die Genotypen der Nachkommen zu bestimmen, daher wird häufig das Punnett-Gitter zur Analyse verwendet, bei dem männliche Gameten horizontal und weibliche Gameten vertikal eingetragen werden. Die Genotypen der Nachkommen werden durch die Kombination von Genen in Spalten und Reihen bestimmt.

$♀$/$♂$	aB	ab
AB	AaBB	AaBb
Ab	AaBb	Abb

Für die Dihybrid-Kreuzung wählte G. Mendel zwei Merkmale: die Farbe der Samen (gelb und grün) und ihre Form (glatt und faltig). In der ersten Generation wurde das Gesetz der Uniformität von Hybriden der ersten Generation eingehalten, und in der zweiten Generation gab es 315 gelbe glatte Samen, 108 grüne glatte Samen, 101 gelbe faltige und 32 grüne faltige. Die Berechnung ergab, dass sich die Teilung 9:3:3:1 näherte, aber das Verhältnis von 3:1 für jedes der Zeichen (gelb - grün, glatt - faltig) beibehalten wurde. Dieses Muster wurde benannt Gesetz der unabhängigen Merkmalsaufspaltung, oder Mendels drittes Gesetz.

Mendels drittes Gesetz:

Bei der Kreuzung von homozygoten Elternformen, die sich in zwei oder mehr Merkmalspaaren unterscheiden, erfolgt in der zweiten Generation eine unabhängige Aufspaltung dieser Merkmale im Verhältnis 3:1 (9:3:3:1 bei Dihybrid-Kreuzung).

$♀$/$♂$	AB	Ab	aB	ab
AB	AABB	AABb	AaBB	AaBb
Ab	AABb	AAbb	AaBb	Abb
aB	AaBB	AaBb	aaBB	aaBb
ab	AaBb	Abb	aaBb	abb

$F_2 (9A_B_)↙(\text"gelb glatt") : (3A_bb)↙(\text"gelb faltig") : (3aaB_)↙(\text"grün glatt") : (1aabb)↙(\text"grün zerknittert")$

Mendels drittes Gesetz gilt nur für Fälle unabhängiger Vererbung, wenn Gene in verschiedenen Paaren homologer Chromosomen lokalisiert sind. In Fällen, in denen sich Gene in demselben Paar homologer Chromosomen befinden, gelten Muster der verknüpften Vererbung. Auch die von G. Mendel aufgestellten Muster der unabhängigen Vererbung von Merkmalen werden bei der Interaktion von Genen oft verletzt.

Gesetze von T. Morgan: verknüpfte Vererbung von Merkmalen, Verletzung der Genverknüpfung

Der neue Organismus erhält von den Eltern keine Streuung von Genen, sondern ganze Chromosomen, wobei die Anzahl der Merkmale und dementsprechend der Gene, die sie bestimmen, viel größer ist als die Anzahl der Chromosomen. Gemäß der chromosomalen Vererbungstheorie werden Gene, die sich auf demselben Chromosom befinden, vererbt. Wenn Dihybride gekreuzt werden, ergeben sie daher nicht die erwartete Aufspaltung von 9: 3: 3: 1 und befolgen nicht Mendels drittes Gesetz. Man würde erwarten, dass die Verknüpfung von Genen vollständig ist, und wenn Individuen homozygot für diese Gene und in der zweiten Generation gekreuzt werden, gibt es die anfänglichen Phänotypen in einem Verhältnis von 3:1, und bei der Analyse von Hybriden der ersten Generation sollte die Aufspaltung erfolgen 1:1 sein.

Um diese Annahme zu überprüfen, wählte der amerikanische Genetiker T. Morgan ein Genpaar in Drosophila aus, das die Körperfarbe (grau - schwarz) und die Flügelform (lang - rudimentär) steuert und sich in einem Paar homologer Chromosomen befindet. Der graue Körper und die langen Flügel sind dominante Charaktere. Bei der Kreuzung einer homozygoten Fliege mit grauem Körper und langen Flügeln und einer homozygoten Fliege mit schwarzem Körper und rudimentären Flügeln in der zweiten Generation wurden tatsächlich hauptsächlich elterliche Phänotypen in einem Verhältnis nahe 3:1 erhalten, es gab jedoch auch eine unbedeutende Anzahl von Individuen mit neuen Kombinationen dieser Merkmale. Diese Personen werden gerufen rekombinant.

Nach der Analyse der Kreuzung von Hybriden der ersten Generation mit Homozygoten auf rezessive Gene fand T. Morgan jedoch heraus, dass 41,5 % der Individuen einen grauen Körper und lange Flügel, 41,5 % einen schwarzen Körper und rudimentäre Flügel und 8,5 % einen grauen Körper hatten und rudimentäre Flügel und 8,5% - schwarzer Körper und rudimentäre Flügel. Er brachte die resultierende Aufspaltung mit dem in der Prophase I der Meiose auftretenden Crossing Over in Verbindung und schlug vor, 1% des Crossing Over als Einheit der Entfernung zwischen Genen im später nach ihm benannten Chromosom zu betrachten. Morganid.

Die Muster der verknüpften Vererbung, die im Laufe von Experimenten an Drosophila festgestellt wurden, werden genannt T. Morgans Gesetz.

Morgans Gesetz:

Gene, die sich auf demselben Chromosom befinden, nehmen einen bestimmten Ort ein, der als Locus bezeichnet wird, und werden auf verknüpfte Weise vererbt, wobei die Stärke der Verknüpfung umgekehrt proportional zum Abstand zwischen den Genen ist.

Gene, die sich direkt hintereinander im Chromosom befinden (die Wahrscheinlichkeit eines Crossovers ist äußerst gering), werden als vollständig verknüpft bezeichnet. Wenn zwischen ihnen mindestens ein weiteres Gen vorhanden ist, sind sie nicht vollständig verknüpft und ihre Verknüpfung wird während des Crossovers unterbrochen B. durch den Austausch von Abschnitten homologer Chromosomen.

Die Phänomene der Genverknüpfung und -überkreuzung ermöglichen es, Karten von Chromosomen mit der darauf aufgetragenen Reihenfolge der Gene zu erstellen. Genetische Karten von Chromosomen wurden für viele genetisch gut untersuchte Objekte erstellt: Drosophila, Mäuse, Menschen, Mais, Weizen, Erbsen usw. Das Studium genetischer Karten ermöglicht es Ihnen, die Struktur des Genoms in verschiedenen Arten von Organismen zu vergleichen ist wichtig für Genetik und Züchtung sowie Evolutionsstudien .

Sex-Genetik

Umhauen- Dies ist eine Kombination morphologischer und physiologischer Merkmale des Körpers, die die sexuelle Fortpflanzung gewährleisten, deren Essenz auf die Befruchtung reduziert wird, dh die Verschmelzung männlicher und weiblicher Keimzellen zu einer Zygote, aus der sich ein neuer Organismus entwickelt.

Die Zeichen, durch die sich ein Geschlecht vom anderen unterscheidet, werden in primäre und sekundäre unterteilt. Die primären Geschlechtsmerkmale sind die Genitalien, alle anderen sind sekundär.

Beim Menschen sind sekundäre Geschlechtsmerkmale der Körperbau, die Stimmfarbe, das Vorherrschen von Muskel- oder Fettgewebe, das Vorhandensein von Gesichtsbehaarung, Adamsapfel und Milchdrüsen. Bei Frauen ist das Becken also normalerweise breiter als die Schultern, das Fettgewebe überwiegt, die Milchdrüsen werden exprimiert und die Stimme ist hoch. Männer hingegen unterscheiden sich von ihnen durch breitere Schultern, das Vorherrschen von Muskelgewebe, das Vorhandensein von Haaren im Gesicht und Adamsapfel sowie eine tiefe Stimme. Die Frage, warum Männchen und Weibchen etwa im Verhältnis 1:1 geboren werden, beschäftigt die Menschheit schon lange. Eine Erklärung dafür wurde durch das Studium der Karyotypen von Insekten erhalten. Es stellte sich heraus, dass die Weibchen einiger Käfer, Heuschrecken und Schmetterlinge ein Chromosom mehr haben als die Männchen. Männchen wiederum produzieren Gameten, die sich in der Anzahl der Chromosomen unterscheiden, und bestimmen so das Geschlecht der Nachkommen im Voraus. Später wurde jedoch festgestellt, dass sich bei den meisten Organismen die Anzahl der Chromosomen bei Männern und Frauen immer noch nicht unterscheidet, aber eines der Geschlechter ein Paar Chromosomen hat, die in der Größe nicht zueinander passen, während das andere alle gepaarten Chromosomen hat.

Ein ähnlicher Unterschied wurde auch beim menschlichen Karyotyp festgestellt: Männer haben zwei ungepaarte Chromosomen. In ihrer Form ähneln diese Chromosomen zu Beginn der Teilung den lateinischen Buchstaben X und Y und wurden daher als X- und Y-Chromosomen bezeichnet. Die Spermien eines Mannes können eines dieser Chromosomen tragen und das Geschlecht des ungeborenen Kindes bestimmen. In dieser Hinsicht werden menschliche Chromosomen und viele andere Organismen in zwei Gruppen eingeteilt: Autosomen und Heterochromosomen oder Geschlechtschromosomen.

ZU Autosomen tragen Chromosomen, die für beide Geschlechter gleich sind, während Geschlechtschromosomen- Dies sind Chromosomen, die sich bei verschiedenen Geschlechtern unterscheiden und Informationen über Geschlechtsmerkmale enthalten. In Fällen, in denen das Geschlecht die gleichen Geschlechtschromosomen trägt, zum Beispiel XX, sagen sie, dass er homozygot, oder homogametisch(bildet identische Gameten). Das andere Geschlecht mit unterschiedlichen Geschlechtschromosomen (XY) wird genannt halbzygot(kein vollständiges Äquivalent an allelischen Genen) oder heterogametisch. Bei Menschen, den meisten Säugetieren, Drosophila-Fliegen und anderen Organismen ist das Weibchen homogametisch (XX) und das Männchen heterogametisch (XY), während bei Vögeln das Männchen homogametisch (ZZ oder XX) und das Weibchen heterogametisch (ZW , oder XY) .

Das X-Chromosom ist ein großes ungleiches Chromosom, das über 1500 Gene trägt, und viele ihrer mutierten Allele verursachen beim Menschen die Entwicklung schwerer Erbkrankheiten wie Hämophilie und Farbenblindheit. Das Y-Chromosom hingegen ist sehr klein und enthält nur etwa ein Dutzend Gene, einschließlich spezifischer Gene, die für die männliche Entwicklung verantwortlich sind.

Der männliche Karyotyp wird als $♂$ 46,XY und der weibliche Karyotyp als $♀$46,XX geschrieben.

Da Gameten mit Geschlechtschromosomen bei Männchen mit gleicher Wahrscheinlichkeit produziert werden, ist das zu erwartende Geschlechterverhältnis bei den Nachkommen 1:1, was mit dem tatsächlich beobachteten übereinstimmt.

Bienen unterscheiden sich von anderen Organismen dadurch, dass sie Weibchen aus befruchteten Eiern und Männchen aus unbefruchteten Eiern entwickeln. Ihr Geschlechterverhältnis weicht von dem oben angegebenen ab, da der Befruchtungsprozess von der Gebärmutter reguliert wird, in deren Genitaltrakt die Spermien ab dem Frühjahr das ganze Jahr über gelagert werden.

Bei einer Reihe von Organismen kann das Geschlecht auf unterschiedliche Weise bestimmt werden: je nach Umweltbedingungen vor oder nach der Befruchtung.

Vererbung von geschlechtsgebundenen Merkmalen

Da einige Gene auf Geschlechtschromosomen lokalisiert sind, die für Mitglieder des anderen Geschlechts nicht gleich sind, unterscheidet sich die Art der Vererbung der von diesen Genen codierten Merkmale von der allgemeinen. Diese Art der Vererbung wird Kreuzvererbung genannt, weil Männer von ihrer Mutter und Frauen von ihrem Vater erben. Eigenschaften, die durch Gene bestimmt werden, die sich auf den Geschlechtschromosomen befinden, werden als geschlechtsgebunden bezeichnet. Beispiele für Zeichen bodengebunden, sind rezessive Anzeichen von Hämophilie und Farbenblindheit, die sich hauptsächlich bei Männern manifestieren, da auf dem Y-Chromosom keine allelischen Gene vorhanden sind. Frauen leiden nur dann unter solchen Krankheiten, wenn sie sowohl von ihrem Vater als auch von ihrer Mutter solche Symptome erhalten haben.

Wenn zum Beispiel eine Mutter eine heterozygote Trägerin von Hämophilie war, dann wird die Hälfte ihrer Söhne eine Blutgerinnungsstörung haben:

X H - normale Blutgerinnung

X h - Gerinnungsfähigkeit des Blutes (Hämophilie)

Die in den Genen des Y-Chromosoms kodierten Merkmale werden rein über die männliche Linie vererbt und heißen holländisch(das Vorhandensein einer Membran zwischen den Zehen, erhöhte Behaarung des Randes der Ohrmuschel).

Gen-Interaktion

Eine Überprüfung der Muster der unabhängigen Vererbung an verschiedenen Objekten bereits zu Beginn des 20 In der zweiten Generation gibt es Individuen mit roten, rosa und weißen Blüten im Verhältnis 1:2:1. Dies führte die Forscher zu der Idee, dass allelische Gene eine bestimmte Wirkung aufeinander haben können. Anschließend wurde auch festgestellt, dass nicht-allelische Gene zur Manifestation von Zeichen anderer Gene beitragen oder diese unterdrücken. Diese Beobachtungen wurden zur Grundlage für das Konzept des Genotyps als System interagierender Gene. Derzeit wird die Interaktion von allelischen und nicht-allelischen Genen unterschieden.

Die Interaktion allelischer Gene umfasst vollständige und unvollständige Dominanz, Kodominanz und Überdominanz. Vollkommene Dominanz Betrachten Sie alle Fälle der Interaktion allelischer Gene, bei denen die Manifestation eines ausschließlich dominanten Merkmals in der Heterozygote beobachtet wird, wie beispielsweise die Farbe und Form des Samens bei Erbsen.

unvollständige Dominanz- Dies ist eine Art Interaktion von allelischen Genen, bei der die Manifestation eines rezessiven Allels die Manifestation eines dominanten mehr oder weniger stark schwächt, wie im Fall der Farbe der Krone der Nachtschönheit (weiß + rot = rosa) und Wolle bei Rindern.

Kodominanz nennt man diese Art der Interaktion allelischer Gene, bei der beide Allele auftreten, ohne die Wirkungen voneinander abzuschwächen. Ein typisches Beispiel für Kodominanz ist die Vererbung von Blutgruppen nach dem AB0-System.

Wie aus der Tabelle ersichtlich, werden die Blutgruppen I, II und III nach Art der vollständigen Dominanz vererbt, während es sich bei der Gruppe IV (AB) (Genotyp - I A I B) um einen Fall von Co-Dominanz handelt.

Übermacht- Dies ist ein Phänomen, bei dem sich das dominante Merkmal im heterozygoten Zustand viel stärker manifestiert als im homozygoten Zustand; Überdominanz wird häufig in der Zucht eingesetzt und als Ursache vermutet Heterosis- Phänomene der Hybridleistung.

Ein Sonderfall der Interaktion von allelischen Genen kann als sogenannter angesehen werden tödliche Gene, die im homozygoten Zustand am häufigsten in der Embryonalzeit zum Tod des Organismus führen. Grund für den Tod der Nachkommen ist die pleiotrope Wirkung von Genen für graue Fellfarbe bei Astrachan-Schafen, Platinfarbe bei Füchsen und das Fehlen von Schuppen bei Spiegelkarpfen. Wenn zwei für diese Gene heterozygote Individuen gekreuzt werden, beträgt die Aufteilung für das untersuchte Merkmal bei den Nachkommen 2:1, da 1/4 der Nachkommen sterben.

Die Hauptarten der Interaktion nicht-allelischer Gene sind Komplementarität, Epistase und Polymerisation. Komplementarität- Dies ist eine Art der Interaktion nicht-allelischer Gene, bei der das Vorhandensein von mindestens zwei dominanten Allelen verschiedener Paare für die Manifestation eines bestimmten Zustands eines Merkmals erforderlich ist. Wenn zum Beispiel in einem Kürbis Pflanzen mit kugeligen (AAbb) und langen (aaBB) Früchten gekreuzt werden, erscheinen Pflanzen mit scheibenförmigen Früchten (AaBb) in der ersten Generation.

ZU Epistase umfassen solche Phänomene der Wechselwirkung nicht-allelischer Gene, bei denen ein nicht-allelisches Gen die Entwicklung eines Merkmals eines anderen unterdrückt. Beispielsweise bestimmt bei Hühnern ein dominantes Gen die Gefiederfarbe, während ein anderes dominantes Gen die Farbentwicklung unterdrückt, was dazu führt, dass die meisten Hühner ein weißes Gefieder haben.

Polymerie wird das Phänomen genannt, bei dem nicht-allelische Gene die gleiche Wirkung auf die Entwicklung eines Merkmals haben. Daher werden meistens quantitative Zeichen codiert. Beispielsweise wird die menschliche Hautfarbe durch mindestens vier Paare nicht-allelischer Gene bestimmt – je dominanter Allele im Genotyp, desto dunkler die Haut.

Genotyp als integrales System

Der Genotyp ist keine mechanische Summe von Genen, da die Möglichkeit der Genmanifestation und die Form ihrer Manifestation von Umweltbedingungen abhängen. Unter Umwelt wird dabei nicht nur die Umwelt verstanden, sondern auch die genotypische Umwelt – andere Gene.

Die Manifestation qualitativer Merkmale hängt selten von den Umgebungsbedingungen ab. Wenn das Hermelinkaninchen jedoch einen Bereich des Körpers mit weißen Haaren abrasiert und einen Eisbeutel darauf aufträgt, wachsen an dieser Stelle im Laufe der Zeit schwarze Haare.

Die Entwicklung quantitativer Merkmale hängt viel stärker von den Umweltbedingungen ab. Werden beispielsweise moderne Weizensorten ohne den Einsatz von Mineraldünger angebaut, weicht der Ertrag deutlich von den genetisch programmierten 100 Zentnern pro Hektar und mehr ab.

Im Erbgut sind also nur die „Fähigkeiten“ des Organismus erfasst, die sich aber nur im Zusammenspiel mit Umweltbedingungen manifestieren.

Darüber hinaus interagieren Gene miteinander und können, da sie sich im selben Genotyp befinden, die Manifestation der Wirkung benachbarter Gene stark beeinflussen. Somit gibt es für jedes einzelne Gen eine genotypische Umgebung. Es ist möglich, dass die Entwicklung eines Merkmals mit der Wirkung vieler Gene verbunden ist. Außerdem wurde die Abhängigkeit mehrerer Merkmale von einem Gen aufgedeckt. Bei Hafer beispielsweise werden die Farbe der Blütenschuppen und die Länge ihrer Granne von einem Gen bestimmt. Bei Drosophila beeinflusst das Gen für die weiße Augenfarbe gleichzeitig die Farbe des Körpers und der inneren Organe, die Länge der Flügel, eine Verringerung der Fruchtbarkeit und eine Verringerung der Lebenserwartung. Es ist möglich, dass jedes Gen gleichzeitig das Gen der Hauptaktion für „sein eigenes“ Merkmal und ein Modifikator für andere Merkmale ist. Der Phänotyp ist also das Ergebnis der Interaktion der Gene des gesamten Genotyps mit der Umwelt in der Ontogenese des Individuums.

In dieser Hinsicht definierte der berühmte russische Genetiker M. E. Lobashev den Genotyp als System interagierender Gene. Dieses integrale System wurde im Laufe der Evolution der organischen Welt gebildet, während nur diejenigen Organismen überlebten, bei denen das Zusammenspiel von Genen die günstigste Reaktion in der Ontogenese ergab.

Humangenetik

Für den Menschen als biologische Spezies gelten die für Pflanzen und Tiere etablierten genetischen Vererbungs- und Variabilitätsmuster in vollem Umfang. Gleichzeitig nimmt die Humangenetik, die die Vererbungs- und Variabilitätsmuster des Menschen auf allen Ebenen seiner Organisation und Existenz untersucht, einen besonderen Platz unter anderen Bereichen der Genetik ein.

Die Humangenetik ist sowohl eine Grundlagen- als auch eine angewandte Wissenschaft, da sie sich mit der Erforschung menschlicher Erbkrankheiten befasst, von denen bereits mehr als 4.000 beschrieben wurden, und die Entwicklung moderner Bereiche der allgemeinen und molekularen Genetik, der Molekularbiologie und der Klinik anregt Medizin. Je nach Problemstellung gliedert sich die Humangenetik in mehrere Bereiche, die sich zu eigenständigen Wissenschaften entwickelt haben: die Genetik normaler menschlicher Eigenschaften, die medizinische Genetik, die Verhaltens- und Intelligenzgenetik sowie die Populationsgenetik des Menschen. In dieser Hinsicht ist in unserer Zeit der Mensch als genetisches Objekt fast besser untersucht als die wichtigsten Modellobjekte der Genetik: Drosophila, Arabidopsis usw.

Die biosoziale Natur des Menschen prägt die Forschung auf dem Gebiet seiner Genetik erheblich durch späte Pubertät und große zeitliche Lücken zwischen den Generationen, geringe Anzahl von Nachkommen, die Unmöglichkeit gerichteter Kreuzungen für die genetische Analyse, das Fehlen reiner Linien, unzureichende Genauigkeit der Registrierung von Erbmerkmalen und kleinen Stammbäumen, die Unmöglichkeit, gleiche und streng kontrollierte Bedingungen für die Entwicklung von Nachkommen aus verschiedenen Ehen zu schaffen, eine relativ große Anzahl von Chromosomen, die sich kaum unterscheiden, und die Unmöglichkeit, Mutationen experimentell zu erhalten.

Methoden zum Studium der Humangenetik

Die in der Humangenetik angewandten Methoden unterscheiden sich nicht grundlegend von denen, die für andere Gegenstände allgemein anerkannt sind - dies genealogische, Zwillings-, zytogenetische, dermatoglyphische, molekularbiologische und populationsstatistische Methoden, somatische Zellhybridisierungsmethode und Modellierungsmethode. Ihre Verwendung in der Humangenetik berücksichtigt die Besonderheiten einer Person als genetisches Objekt.

Zwillingsmethode hilft, den Beitrag der Vererbung und den Einfluss von Umweltbedingungen auf die Manifestation eines Merkmals zu bestimmen, basierend auf der Analyse des Zusammentreffens dieser Merkmale bei eineiigen und zweieiigen Zwillingen. Die meisten eineiigen Zwillinge haben also die gleichen Blutgruppen, Augen- und Haarfarbe sowie eine Reihe anderer Anzeichen, während beide Arten von Zwillingen gleichzeitig an Masern erkranken.

Dermatoglyphische Methode basiert auf der Untersuchung der individuellen Merkmale der Hautmuster der Finger (Daktyloskopie), Handflächen und Füße. Anhand dieser Merkmale ermöglicht es häufig eine rechtzeitige Erkennung von Erbkrankheiten, insbesondere Chromosomenanomalien, wie Down-Syndrom, Shereshevsky-Turner-Syndrom etc.

genealogische Methode- Dies ist eine Methode zur Erstellung von Stammbäumen, mit deren Hilfe die Art der Vererbung der untersuchten Merkmale, einschließlich Erbkrankheiten, bestimmt und die Geburt von Nachkommen mit den entsprechenden Merkmalen vorhergesagt wird. Er machte es möglich, die Erblichkeit von Krankheiten wie Hämophilie, Farbenblindheit, Chorea Huntington und anderen aufzudecken, noch bevor die wichtigsten Vererbungsmuster entdeckt wurden. Bei der Erstellung von Stammbäumen werden Aufzeichnungen über jedes Familienmitglied geführt und der Grad der Verwandtschaft zwischen ihnen berücksichtigt. Außerdem wird auf der Grundlage der erhaltenen Daten ein Stammbaum mit speziellen Symbolen erstellt.

Die genealogische Methode kann auf eine Familie angewendet werden, wenn Informationen über eine ausreichende Anzahl direkter Verwandter der Person vorliegen, deren Ahnentafel erstellt wird − Proband, - in der väterlichen und mütterlichen Linie, sonst sammeln sie Informationen über mehrere Familien, in denen sich dieses Merkmal manifestiert. Mit der genealogischen Methode können Sie nicht nur die Erblichkeit des Merkmals feststellen, sondern auch die Art der Vererbung: dominant oder rezessiv, autosomal oder geschlechtsgebunden usw. So ist nach den Porträts der österreichischen Monarchen der Habsburger die Vererbung von Prognathie (eine stark hervorstehende Unterlippe) und "königliche Hämophilie" Nachkommen der britischen Königin Victoria.

Lösung genetischer Probleme. Erstellung von Kreuzungsschemata

Alle Arten von genetischen Problemen können auf drei Typen reduziert werden:

Rechenaufgaben.
Aufgaben zur Bestimmung des Genotyps.
Aufgaben zur Feststellung der Art der Vererbung eines Merkmals.

Merkmal Berechnungsprobleme ist die Verfügbarkeit von Informationen über die Vererbung des Merkmals und die Phänotypen der Eltern, wodurch es einfach ist, die Genotypen der Eltern festzustellen. Sie müssen die Genotypen und Phänotypen der Nachkommen bestimmen.

Aufgabe 1. Welche Farbe haben die Samen von Sorghum, die durch Kreuzung reiner Linien dieser Pflanze mit dunklen und hellen Samenfarben erhalten werden, wenn bekannt ist, dass die dunkle Farbe die helle Farbe dominiert? Welche Farbe werden die Samen von Pflanzen haben, die durch Selbstbestäubung dieser Hybriden gewonnen werden?

Lösung.

1. Wir bezeichnen Gene:

A - dunkle Samenfarbe, ein- Helle Samen.

2. Wir erstellen ein Kreuzungsschema:

a) Zunächst notieren wir die Genotypen der Eltern, die je nach Problemstellung homozygot sind:

$P (♀AA)↙(\text"dunkle Samen")×(♂aa)↙(\text"helle Samen")$

b) dann schreiben wir die Gameten gemäß der Gametenreinheitsregel auf:

Gameten EIN ein

c) die Gameten paarweise zusammenführen und die Genotypen der Nachkommen aufschreiben:

F1A ein

d) Nach dem Gesetz der Dominanz haben alle Hybriden der ersten Generation eine dunkle Farbe, also unterzeichnen wir den Phänotyp unter dem Genotyp.

Phänotyp dunkle Samen

3. Wir schreiben das Schema der folgenden Kreuzung auf:

Antworten: In der ersten Generation werden alle Pflanzen dunkle Samen haben, und in der zweiten werden 3/4 der Pflanzen dunkle Samen haben und 1/4 wird helle Samen haben.

Aufgabe 2. Bei Ratten dominiert die schwarze Farbe des Fells über dem Braun, und die normale Schwanzlänge dominiert über den verkürzten Schwanz. Wie viele Nachkommen in der zweiten Generation aus der Kreuzung von homozygoten Ratten mit schwarzem Haar und normalem Schwanz mit homozygoten Ratten mit braunem Haar und kurzem Schwanz hatten schwarze Haare und einen kurzen Schwanz, wenn insgesamt 80 Ratten geboren wurden?

Lösung.

1. Notieren Sie den Zustand des Problems:

A - schwarze Wolle ein- braune Wolle;

B - normale Schweiflänge, B- verkürzter Schwanz

F 2 A_ bb ?

2. Wir schreiben das Kreuzungsschema auf:

Notiz. Es sei daran erinnert, dass die Buchstabenbezeichnungen von Genen in alphabetischer Reihenfolge geschrieben werden, während bei den Genotypen immer der Großbuchstabe vor dem Kleinbuchstaben steht: A - vor ein, Nach vorne B usw.

Aus dem Punnett-Gitter folgt, dass der Anteil der Rattenjungen mit schwarzem Haar und verkürztem Schwanz 3/16 betrug.

3. Berechnen Sie die Anzahl der Jungtiere mit dem angegebenen Phänotyp bei den Nachkommen der zweiten Generation:

80×3/16×15.

Antworten: 15 Rattenwelpen hatten schwarze Haare und einen verkürzten Schwanz.

v Aufgaben zur Bestimmung des Genotyps die Art der Vererbung des Merkmals ist ebenfalls gegeben und die Aufgabe besteht darin, die Genotypen der Nachkommen anhand der Genotypen der Eltern oder umgekehrt zu bestimmen.

Aufgabe 3. In einer Familie, in der der Vater die Blutgruppe III (B) nach dem AB0-System und die Mutter die Gruppe II (A) hatte, wurde ein Kind mit der Blutgruppe I (0) geboren. Bestimmen Sie die Genotypen der Eltern.

Lösung.

1. Wir erinnern an die Art der Vererbung von Blutgruppen:

Vererbung von Blutgruppen nach dem AB0-System

2. Da es für zwei Varianten von Genotypen mit Blutgruppen II und III möglich ist, schreiben wir das Kreuzungsschema wie folgt:

3. Aus dem obigen Kreuzungsschema sehen wir, dass das Kind rezessive Allele i von jedem Elternteil erhielt, daher waren die Eltern heterozygot für die Blutgruppengene.

4. Wir ergänzen das Kreuzungsschema und überprüfen unsere Annahmen:

Somit wurden unsere Annahmen bestätigt.

Antworten: Eltern sind heterozygot für die Gene der Blutgruppen: Der Genotyp der Mutter ist I A i, der Genotyp des Vaters ist I B i.

Aufgabe 4. Farbenblindheit (Farbenblindheit) wird als geschlechtsgebundenes rezessives Merkmal vererbt. Was für Kinder können einem Mann und einer Frau geboren werden, die normalerweise Farben unterscheiden, obwohl ihre Eltern farbenblind und ihre Mütter und ihre Verwandten gesund sind?

Lösung.

1. Wir bezeichnen Gene:

X D - normales Farbsehen;

X d - Farbenblindheit.

2. Wir stellen die Genotypen eines Mannes und einer Frau fest, deren Väter farbenblind waren.

3. Wir schreiben das Kreuzungsschema auf, um die möglichen Genotypen von Kindern zu bestimmen:

Antworten: Alle Mädchen haben ein normales Farbensehen (jedoch wird die Hälfte der Mädchen Träger des Gens für Farbenblindheit sein), die Hälfte der Jungen wird gesund sein und die Hälfte wird farbenblind sein.

v Aufgaben, um die Art der Vererbung eines Merkmals zu bestimmen es werden nur Phänotypen von Eltern und Nachkommen angegeben. Die Fragen solcher Aufgaben sind gerade die Klärung der Art der Vererbung eines Merkmals.

Aufgabe 5. Aus der Kreuzung von Hühnern mit kurzen Beinen wurden 240 Hühner erhalten, von denen 161 kurzbeinig und der Rest langbeinig waren. Wie wird diese Eigenschaft vererbt?

Lösung.

1. Bestimmen Sie die Aufspaltung bei den Nachkommen:

161: 79 $≈$ 2: 1.

Eine solche Aufspaltung ist bei tödlichen Genen typisch für Kreuzungen.

2. Da es doppelt so viele Hühner mit kurzen Beinen wie mit langen gab, nehmen wir an, dass dies ein dominantes Merkmal ist und dieses Allel durch eine tödliche Wirkung gekennzeichnet ist. Dann waren die ursprünglichen Hühner heterozygot. Nennen wir die Gene:

C - kurze Beine, c - lange Beine.

3. Wir schreiben das Kreuzungsschema auf:

Unsere Annahmen wurden bestätigt.

Antworten: kurzbeinig über langbeinig dominiert, zeichnet sich dieses Allel durch eine tödliche Wirkung aus.

Dihybrides Kreuz. Beispiele zur Lösung typischer Probleme

Aufgabe 1. Beim Menschen dominieren komplexe Formen der Myopie über das normale Sehen, braune Augen - über Blau. Ein braunäugiger, kurzsichtiger Mann, dessen Mutter blaue Augen und normales Sehvermögen hatte, heiratete eine blauäugige Frau mit normalem Sehvermögen. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit in % der Geburt eines Kindes mit den Zeichen der Mutter?

Lösung

Gen-Eigenschaft

EIN Entwicklung von Kurzsichtigkeit

ein normales Sehen

B braune Augen

B blaue Augen

P ♀ aabb x ♂ AaBb

G ab, AB, Ab aB, ab

F 1 AaBb; Abb.; aaBb; abb

Antworten: blaue Augen und normales Sehvermögen haben ein Kind mit dem aabb-Genotyp. Die Wahrscheinlichkeit, ein Kind mit solchen Anzeichen zu bekommen, liegt bei 25 %.

Aufgabe 2. Beim Menschen dominiert die rote Haarfarbe über hellbraun und Sommersprossen dominieren über ihre Abwesenheit. Ein heterozygoter, rothaariger, sommersprossenfreier Mann heiratete eine blonde Frau mit Sommersprossen. Bestimmen Sie in % die Wahrscheinlichkeit, ein rothaariges Kind mit Sommersprossen zu bekommen.

Lösung

Gen-Eigenschaft

Ein rotes Haar

ein blondes Haar

B Vorhandensein von Sommersprossen

b keine Sommersprossen

P ♀ Aabb x ♂ aaBB

F1 AaBb; aaBb

Ein rothaariges Kind mit Sommersprossen hat den AaBb-Genotyp. Die Wahrscheinlichkeit, ein solches Kind zu bekommen, liegt bei 50 %.

Antworten: Die Wahrscheinlichkeit, ein rothaariges Kind mit Sommersprossen zu bekommen, liegt bei 50 %.

Aufgabe 3. Eine heterozygote Frau mit einer normalen Hand und Sommersprossen heiratet einen heterozygoten Mann mit sechs Fingern, der keine Sommersprossen hat. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie ein Kind mit einer normalen Hand und ohne Sommersprossen bekommen?

Lösung

Gen-Eigenschaft

EIN sechsfingrig (Polydaktylie),

ein normale Bürste

B das Vorhandensein von Sommersprossen

B Mangel an Sommersprossen

P ♀ aaBb x ♂ Aabb

G aB, ab, Ab, ab

F 1 AaBb; Abb.; aaBb; abb

Antworten: Die Wahrscheinlichkeit, ein Kind mit dem aabb-Genotyp (mit normaler Hand, keine Sommersprossen) zu bekommen, beträgt 25 %.

Aufgabe 4. Die Gene, die die Prädisposition für grauen Star und rote Haare bestimmen, befinden sich auf verschiedenen Chromosomenpaaren. Eine rothaarige, normalsichtige Frau heiratete einen blonden Mann mit grauem Star. Mit welchen Phänotypen können sie Kinder bekommen, wenn die Mutter des Mannes denselben Phänotyp hat wie seine Frau?

Lösung

Gen-Eigenschaft

EIN Helle Haare,

ein rote Haare

B Kataraktentwicklung

B normales Sehen

P ♀ aabb x ♂ AaBb

Gab, AB, Ab, aB, ab

F 1 AaBb; Abb.; aaBb; abb

Antworten: Phänotypen von Kindern - blond mit grauem Star (AaBb); blond ohne Katarakt (Aabb); Rothaarige mit Katarakt (aaBb); Rothaarige ohne Katarakt (aabb).

Aufgabe 5. Wie hoch ist die prozentuale Wahrscheinlichkeit, ein Kind mit Diabetes zu bekommen, wenn beide Elternteile Träger des rezessiven Gens für Diabetes sind? Gleichzeitig ist der Blutfaktor der Mutter positiv und der Blutfaktor des Vaters negativ. Beide Elternteile sind homozygot für das Gen, das die Entwicklung des Rh-Faktors bestimmt. Blut, welchen Rh-Faktor werden die Kinder dieses Ehepaares haben?

Lösung

Gen-Eigenschaft

EIN normaler Kohlenhydratstoffwechsel

ein Entwicklung von Diabetes

Rh+ Rh-positives Blut

rechts- Rh negatives Blut.

P♀ Aarh + Rh + x ♂ Aarh - rechts -

G ARh + , aRh + , Arh - , äh -

F 1 AARh + rh - ; AaRh + rh - ; AaRh + rh - ; aaRh + rechts-

Antworten: die Wahrscheinlichkeit, ein Kind mit Diabetes zu bekommen, beträgt 25 %, alle Kinder in dieser Familie haben einen positiven Rh-Faktor.

Aufgabe 6. Normales Wachstum bei Hafer dominiert über Gigantismus, Frühreife über Spätreife. Die Gene für beide Merkmale befinden sich auf unterschiedlichen Chromosomenpaaren. Welcher Prozentsatz spät reifender Pflanzen mit normalem Wachstum kann von der Kreuzung von Pflanzen erwartet werden, die für beide Merkmale heterozygot sind?

Lösung

P ♀ AaBb x ♂ AaBb

G AB, Ab, AB , Ab,

Beim Menschen dominiert dunkle Haarfarbe (A) über heller Farbe (a), braune Augenfarbe (B) dominiert über blau (b). Notieren Sie die Genotypen der Eltern, mögliche Phänotypen und Genotypen von Kindern, die aus der Ehe eines blonden, blauäugigen Mannes und einer heterozygoten, braunäugigen, blonden Frau hervorgegangen sind.

Antworten

Blondhaariger blauäugiger Mann aabb.
Heterozygote braunäugige blonde Frau aaBb.

Angeborene Kurzsichtigkeit wird autosomal dominant vererbt, das Fehlen von Sommersprossen autosomal rezessiv. Die Merkmale befinden sich auf verschiedenen Chromosomenpaaren. Der Vater hat angeborene Kurzsichtigkeit und Mangel an Sommersprossen, die Mutter hat normales Sehvermögen und Sommersprossen. Es gibt drei Kinder in der Familie, zwei sind kurzsichtig ohne Sommersprossen, eines mit normalem Sehvermögen und Sommersprossen. Erstellen Sie ein Schema zur Lösung des Problems. Bestimmen Sie die Genotypen von Eltern und geborenen Kindern. Berechnen Sie die Wahrscheinlichkeit, Kinder mit Kurzsichtigkeit und Sommersprossen zu bekommen. Erklären Sie, was in diesem Fall rechtlich gilt.

Antworten

A - angeborene Myopie und - normales Sehen.
B - Sommersprossen, b - keine Sommersprossen.

Vater A_bb, Mutter aaB_.
Kinder A_bb, aaB_.

Wenn der Vater bb ist, dann haben alle seine Kinder b, also ist das zweite Kind aaBb.
Wenn die Mutter aa ist, dann haben alle ihre Kinder ein a, also ist das erste Kind Aabb.
Wenn das erste Kind bb hat, dann hat es ein b von der Mutter und eins vom Vater genommen, also ist die Mutter aaBb.
Wenn das zweite Kind aa hat, dann hat es ein a von der Mutter und eins vom Vater genommen, dann ist der Vater Aabb.

Die Wahrscheinlichkeit, kurzsichtige Kinder mit Sommersprossen zu bekommen, beträgt 25%, das Gesetz der unabhängigen Erbschaft funktioniert.

Eltern mit einem freien Ohrläppchen und einer dreieckigen Fossa am Kinn hatten ein Kind mit einem verschmolzenen Ohrläppchen und einem glatten Kinn. Bestimmen Sie die Genotypen der Eltern, des ersten Kindes, die Phänotypen und Genotypen weiterer möglicher Nachkommen. Erstellen Sie ein Schema zur Lösung des Problems. Eigenschaften werden unabhängig vererbt.

Antworten

Die Nachkommen zeigten rezessive Merkmale, die bei den Eltern latent vorhanden waren.

A - freies Ohrläppchen, a - verschmolzenes Ohrläppchen.
B - dreieckige Fossa am Kinn, b - glattes Kinn.

Kind aabb, Eltern A_B_.
Das Kind aa erhielt ein a von seinem Vater, ein anderes von seiner Mutter; ein b vom Vater, das andere von der Mutter, daher die Eltern von AaBb.

	AB	Ab	aB	ab
AB	AABB	AABb	AaBB	AaBb
Ab	AABb	AAbb	AaBb	Abb
aB	AaBB	AaBb	aaBB	aaBb
ab	AaBb	Abb	aaBb	abb

9 A_B_ lockeres Ohrläppchen, dreieckige Fossa am Kinn
3 A_bb lockeres Ohrläppchen, glattes Kinn
3 aaB_ verwachsenes Ohrläppchen, dreieckige Fossa am Kinn
1 aabb verschmolzenes Ohrläppchen, glattes Kinn

Ein Hahn mit schwarzem Schopf wird mit einer ähnlichen Henne gekreuzt. Von ihnen wurden 20 Hühner erhalten: 10 schwarze Hauben, 5 braune Hauben, 3 schwarze ohne Haube und 2 braune ohne Haube. Bestimmen Sie die Genotypen von Eltern, Nachkommen und das Vererbungsmuster von Merkmalen. Die Gene der beiden Merkmale sind nicht miteinander verbunden, die dominierenden Merkmale sind schwarzes Gefieder (A), Kamm (B).

Antworten

A - schwarzes Gefieder und - braunes Gefieder.
B - mit Haube, b - ohne Haube.

Hahn A_B_, Henne A_B_.
Hühner A_B_ 10 Stk., aaB_ 5 Stk., A_bb 3 Stk., aabb 2 Stk

Wenn das Kind aa hat, dann hat es ein a von der Mutter und eins vom Vater genommen, dann sind die Eltern AaB_.
Wenn das Kind bb hat, dann hat es ein b von der Mutter und eins vom Vater genommen, dann sind die Eltern AaBb.

	AB	Ab	aB	ab
AB	AABB	AABb	AaBB	AaBb
Ab	AABb	AAbb	AaBb	Abb
aB	AaBB	AaBb	aaBB	aaBb
ab	AaBb	Abb	aaBb	abb

9 A_B_ schwarz gekrönt
3 A_bb schwarz ohne Kamm
3 aaB_ brauner Schopf
1 aabb braun ohne Wappen

Das Vererbungsmuster von Merkmalen ist das Gesetz der unabhängigen Vererbung.

Unter den Aufgaben in Genetik bei der Prüfung in Biologie können 6 Haupttypen unterschieden werden. Die ersten beiden - zur Bestimmung der Anzahl der Gametentypen und der monohybriden Kreuzung - finden sich am häufigsten in Teil A der Prüfung (Fragen A7, A8 und A30).

Aufgaben der Typen 3, 4 und 5 widmen sich der Kreuzung von Dihybriden, der Vererbung von Blutgruppen und geschlechtsgebundenen Merkmalen. Solche Aufgaben machen den Großteil der C6-Fragen in der Prüfung aus.

Die sechste Art von Aufgaben ist gemischt. Sie betrachten die Vererbung von zwei Merkmalspaaren: Ein Paar ist mit dem X-Chromosom verbunden (oder bestimmt menschliche Blutgruppen), und die Gene des zweiten Merkmalspaars befinden sich auf Autosomen. Diese Aufgabenklasse gilt als die schwierigste für Bewerber.

Dieser Artikel legt dar Theoretische Grundlagen der Genetik die für eine erfolgreiche Vorbereitung auf die Aufgabe C6 notwendig sind, sowie Lösungen zu Problemen aller Art betrachtet und Beispiele für selbstständiges Arbeiten gegeben.

Grundbegriffe der Genetik

Gen- Dies ist ein Abschnitt des DNA-Moleküls, der Informationen über die Primärstruktur eines Proteins enthält. Ein Gen ist eine strukturelle und funktionelle Einheit der Vererbung.

Allelgene (Allele)- verschiedene Varianten desselben Gens, die eine alternative Manifestation desselben Merkmals codieren. Alternative Zeichen - Zeichen, die nicht gleichzeitig im Körper sein können.

Homozygoter Organismus- ein Organismus, der aus dem einen oder anderen Grund nicht spaltet. Seine allelischen Gene beeinflussen gleichermaßen die Entwicklung dieses Merkmals.

heterozygoter Organismus- ein Organismus, der nach dem einen oder anderen Merkmal spaltet. Seine allelischen Gene beeinflussen die Entwicklung dieses Merkmals auf unterschiedliche Weise.

dominantes Gen ist für die Entwicklung eines Merkmals verantwortlich, das sich in einem heterozygoten Organismus manifestiert.

rezessives Gen ist für das Merkmal verantwortlich, dessen Entwicklung durch das dominante Gen unterdrückt wird. Ein rezessives Merkmal tritt in einem homozygoten Organismus auf, der zwei rezessive Gene enthält.

Genotyp- ein Satz von Genen im diploiden Satz eines Organismus. Der Satz von Genen in einem haploiden Chromosomensatz wird genannt Genom.

Phänotyp- die Gesamtheit aller Merkmale eines Organismus.

G. Mendelsche Gesetze

Mendels erstes Gesetz - das Gesetz der Uniformität von Hybriden

Dieses Gesetz wird auf der Grundlage der Ergebnisse der monohybriden Kreuzung abgeleitet. Für die Experimente wurden zwei Erbsensorten genommen, die sich in einem Merkmalspaar unterschieden - der Farbe der Samen: Eine Sorte hatte eine gelbe Farbe, die zweite - grün. Gekreuzte Pflanzen waren homozygot.

Um die Kreuzungsergebnisse aufzuzeichnen, schlug Mendel folgendes Schema vor:

Gelbe Samenfarbe
- grüne Samenfarbe

(Eltern)
(Gameten)
(erste Generation)	(alle Pflanzen hatten gelbe Samen)

Der Wortlaut des Gesetzes: Bei der Kreuzung von Organismen, die sich in einem Paar alternativer Merkmale unterscheiden, ist die erste Generation in Phänotyp und Genotyp einheitlich.

Mendels zweites Gesetz - das Gesetz der Spaltung

Pflanzen wurden aus Samen gezüchtet, die durch Kreuzen einer homozygoten Pflanze mit gelben Samen mit einer Pflanze mit grünen Samen erhalten wurden, und wurden durch Selbstbestäubung erhalten.



	(Pflanzen haben ein dominantes Merkmal, - rezessiv)

Der Gesetzeswortlaut: Bei den Nachkommen, die aus Kreuzungshybriden der ersten Generation stammen, erfolgt eine Aufteilung nach dem Phänotyp im Verhältnis und nach dem Genotyp -.

Mendels drittes Gesetz - das Gesetz der unabhängigen Erbschaft

Dieses Gesetz wurde auf der Grundlage von Daten abgeleitet, die während der Kreuzung von Dihybriden gewonnen wurden. Mendel betrachtete die Vererbung von zwei Merkmalspaaren bei Erbsen: Samenfarbe und -form.

Als Elternformen verwendete Mendel Pflanzen, die für beide Merkmalspaare homozygot waren: Die eine Sorte hatte gelbe Samen mit glatter Schale, die andere grüne und faltige.

Gelbe Samenfarbe - grüne Farbe der Samen,
- glatte Form, - faltige Form.



	(gelb glatt).

Dann züchtete Mendel Pflanzen aus Samen und erhielt durch Selbstbestäubung Hybriden der zweiten Generation.

Das Punnett-Gitter dient der Erfassung und Bestimmung von Genotypen.

Gameten

Darin gab es eine Aufspaltung in phänotypische Klassen im Verhältnis . alle Samen hatten beide dominante Merkmale (gelb und glatt), - das erste dominante und das zweite rezessive (gelb und faltig), - das erste rezessive und das zweite dominant (grün und glatt), - beide rezessive Merkmale (grün und faltig).

Bei der Analyse der Vererbung jedes Merkmalspaares werden die folgenden Ergebnisse erhalten. In Teilen von gelben Samen und Teilen von grünen Samen, d.h. Verhältnis . Genau das gleiche Verhältnis gilt für das zweite Zeichenpaar (Keimform).

Der Gesetzeswortlaut: Bei der Kreuzung von Organismen, die sich durch zwei oder mehr Paare alternativer Merkmale voneinander unterscheiden, werden Gene und die ihnen entsprechenden Merkmale unabhängig voneinander vererbt und in allen möglichen Kombinationen kombiniert.

Mendels drittes Gesetz gilt nur, wenn die Gene auf verschiedenen Paaren homologer Chromosomen liegen.

Gesetz (Hypothese) der "Reinheit" der Gameten

Bei der Analyse der Eigenschaften von Hybriden der ersten und zweiten Generation stellte Mendel fest, dass das rezessive Gen nicht verschwindet und sich nicht mit dem dominanten vermischt. In beiden sind Gene manifestiert, was nur möglich ist, wenn die Hybriden zwei Arten von Gameten bilden: Der eine trägt ein dominantes Gen, der andere ein rezessives. Dieses Phänomen wird Gametenreinheitshypothese genannt: Jeder Gamete trägt nur ein Gen von jedem Allelpaar. Die Hypothese der Gametenreinheit wurde nach dem Studium der bei der Meiose ablaufenden Prozesse bewiesen.

Die Hypothese der "Reinheit" von Gameten ist die zytologische Grundlage von Mendels erstem und zweitem Gesetz. Mit ihrer Hilfe lässt sich die Aufspaltung nach Phänotyp und Genotyp erklären.

Kreuz analysieren

Diese Methode wurde von Mendel vorgeschlagen, um die Genotypen von Organismen mit einem dominanten Merkmal zu bestimmen, die den gleichen Phänotyp haben. Dazu wurden sie mit homozygot rezessiven Formen gekreuzt.

Wenn sich als Ergebnis der Kreuzung herausstellte, dass die gesamte Generation dem analysierten Organismus gleich und ähnlich war, könnte gefolgert werden, dass der ursprüngliche Organismus für das untersuchte Merkmal homozygot ist.

Wurde in der Generation durch Kreuzung eine Aufspaltung des Verhältnisses beobachtet, so enthält der ursprüngliche Organismus die Gene in heterozygotem Zustand.

Vererbung von Blutgruppen (AB0-System)

Die Vererbung von Blutgruppen in diesem System ist ein Beispiel für multiplen Allelismus (das Vorhandensein von mehr als zwei Allelen eines Gens in einer Art). Es gibt drei Gene in der menschlichen Bevölkerung, die Erythrozyten-Antigenproteine kodieren, die die Blutgruppen der Menschen bestimmen. Der Genotyp jeder Person enthält nur zwei Gene, die seine Blutgruppe bestimmen: die erste Gruppe; zweite und ; dritte und vierte.

Vererbung von geschlechtsgebundenen Merkmalen

Bei den meisten Organismen wird das Geschlecht zum Zeitpunkt der Befruchtung bestimmt und hängt vom Chromosomensatz ab. Diese Methode wird als chromosomale Geschlechtsbestimmung bezeichnet. Organismen mit dieser Art der Geschlechtsbestimmung haben Autosomen und Geschlechtschromosomen – und.

Bei Säugetieren (einschließlich Menschen) hat das weibliche Geschlecht einen Satz von Geschlechtschromosomen, das männliche Geschlecht -. Das weibliche Geschlecht wird homogametisch genannt (bildet eine Art von Gameten); und männlich - heterogametisch (bildet zwei Arten von Gameten). Bei Vögeln und Schmetterlingen sind die Männchen homogametisch und die Weibchen heterogametisch.

Die USE umfasst Aufgaben nur für Merkmale, die mit dem -Chromosom verknüpft sind. Grundsätzlich beziehen sie sich auf zwei Merkmale einer Person: Blutgerinnung (- normal; - Hämophilie), Farbensehen (- normal, - Farbenblindheit). Aufgaben zur Vererbung geschlechtsgebundener Merkmale bei Vögeln sind viel seltener.

Beim Menschen kann das weibliche Geschlecht für diese Gene homozygot oder heterozygot sein. Betrachten Sie die möglichen genetischen Sets bei einer Frau am Beispiel der Hämophilie (ein ähnliches Bild wird bei Farbenblindheit beobachtet): - gesund; - gesund, aber Träger; - krank. Das männliche Geschlecht für diese Gene ist homozygot, tk. - Chromosom hat keine Allele dieser Gene: - gesund; - ist krank. Daher sind Männer am häufigsten von diesen Krankheiten betroffen und Frauen sind ihre Überträgerinnen.

Typische USE-Aufgaben in der Genetik

Bestimmung der Zahl der Arten von Gameten

Die Anzahl der Gametentypen wird durch die Formel bestimmt: , wobei die Anzahl der Genpaare im heterozygoten Zustand ist. Beispielsweise hat ein Organismus mit einem Genotyp keine Gene in einem heterozygoten Zustand; , daher, und es bildet eine Art von Gameten. Ein Organismus mit einem Genotyp hat ein Genpaar in einem heterozygoten Zustand, d.h. , daher, und es bildet zwei Arten von Gameten. Ein Organismus mit einem Genotyp hat drei Genpaare in einem heterozygoten Zustand, d.h. , daher, und es bildet acht Arten von Gameten.

Aufgaben zur Mono- und Dihybridkreuzung

Für eine monohybride Kreuzung

Aufgabe: Weiße Kaninchen mit schwarzen Kaninchen gekreuzt (schwarze Farbe ist ein dominantes Merkmal). In weiß und schwarz. Bestimmen Sie die Genotypen von Eltern und Nachkommen.

Lösung: Da bei den Nachkommen gemäß dem untersuchten Merkmal eine Aufspaltung beobachtet wird, ist der Elternteil mit dem dominanten Merkmal daher heterozygot.

	(Schwarz)	(Weiß)

	(Schwarz-Weiss)

Für ein Dihybridkreuz

Dominante Gene sind bekannt

Aufgabe: Gekreuzte Tomaten mit normalem Wachstum mit roten Früchten mit Zwergtomaten mit roten Früchten. Alle Pflanzen waren von normalem Wachstum; - mit roten Früchten und - mit gelben. Bestimmen Sie die Genotypen von Eltern und Nachkommen, wenn bekannt ist, dass bei Tomaten die rote Fruchtfarbe über Gelb und normales Wachstum über Zwergwuchs dominiert.

Lösung: Dominante und rezessive Gene bezeichnen: - normales Wachstum, - Kleinwuchs; - rote Früchte, - gelbe Früchte.

Lassen Sie uns die Vererbung jedes Merkmals separat analysieren. Alle Nachkommen haben ein normales Wachstum, d.h. Eine Aufspaltung auf dieser Grundlage wird nicht beobachtet, daher sind die ursprünglichen Formen homozygot. In der Fruchtfarbe wird eine Aufspaltung beobachtet, daher sind die ursprünglichen Formen heterozygot.

		(Zwerge, rote Früchte)

	(normales Wachstum, rote Früchte) (normales Wachstum, rote Früchte) (normales Wachstum, rote Früchte) (normales Wachstum, gelbe Früchte)

Dominante Gene unbekannt

Aufgabe: Zwei Arten von Phlox wurden gekreuzt: eine hat rote untertassenförmige Blüten, die zweite hat rote trichterförmige Blüten. Die Nachkommen brachten rote Untertassen, rote Trichter, weiße Untertassen und weiße Trichter hervor. Bestimmen Sie die dominanten Gene und Genotypen der Elternformen sowie deren Nachkommen.

Lösung: Lassen Sie uns die Aufteilung für jedes Merkmal separat analysieren. Unter den Nachkommen sind Pflanzen mit roten Blüten, mit weißen Blüten -, d.h. . Daher rot - weiße Farbe, und Elternformen sind für dieses Merkmal heterozygot (weil es bei den Nachkommen zu einer Aufspaltung kommt).

Auch bei der Blütenform ist eine Spaltung zu beobachten: Die Hälfte der Nachkommen hat untertassenförmige Blüten, die andere Hälfte sind trichterförmig. Anhand dieser Daten ist es nicht möglich, das dominante Merkmal eindeutig zu bestimmen. Daher akzeptieren wir, dass - untertassenförmige Blüten, - trichterförmige Blüten.

(rote Blumen, Untertassenform)

(rote Blüten, trichterförmig)

Gameten

rote untertassenförmige Blüten,
- rote trichterförmige Blüten,
- weiße untertassenförmige Blüten,
- weiße trichterförmige Blüten.

Problemlösung zu Blutgruppen (AB0-System)

Aufgabe: die Mutter hat die zweite Blutgruppe (sie ist heterozygot), der Vater die vierte. Welche Blutgruppen sind bei Kindern möglich?

Lösung:



	(Die Wahrscheinlichkeit, ein Kind mit der zweiten Blutgruppe zu bekommen, ist , mit der dritten - , mit der vierten - ).

Lösung von Problemen zur Vererbung geschlechtsgebundener Merkmale

Solche Aufgaben können durchaus sowohl in Teil A als auch in Teil C der NUTZUNG auftreten.

Aufgabe: Ein Träger von Hämophilie heiratete einen gesunden Mann. Welche Kinder können geboren werden?

Lösung:



	Mädchen, gesund () Mädchen, gesund, Träger () Junge, gesund () Junge mit Hämophilie ()

Lösen von Problemen gemischter Art

Aufgabe: Ein Mann mit braunen Augen und Blutgruppe heiratet eine Frau mit braunen Augen und Blutgruppe. Sie hatten ein blauäugiges Kind mit einer Blutgruppe. Bestimmen Sie die Genotypen aller in der Aufgabe angegebenen Personen.

Lösung: Braune Augenfarbe dominiert Blau, daher - braune Augen, - blaue Augen. Das Kind hat blaue Augen, also sind sein Vater und seine Mutter für dieses Merkmal heterozygot. Die dritte Blutgruppe kann den Genotyp haben oder die erste - nur. Da das Kind die erste Blutgruppe hat, hat es das Gen sowohl von seinem Vater als auch von seiner Mutter erhalten, daher hat sein Vater einen Genotyp.

	(Vater)	(Mutter)

	(wurde geboren)

Aufgabe: Der Mann ist farbenblind, Rechtshänder (seine Mutter war Linkshänder), verheiratet mit einer Frau mit normalem Sehvermögen (ihr Vater und ihre Mutter waren völlig gesund), Linkshänder. Was für Kinder kann dieses Paar haben?

Lösung: Bei einer Person dominiert der beste Besitz der rechten Hand über die Linkshändigkeit, daher - Rechtshänder, - Linkshänder. Männlicher Genotyp (weil er das Gen erhalten hat von einer linkshändigen Mutter) und Frauen -.

Ein farbenblinder Mann hat den Genotyp, und seine Frau -, weil. Ihre Eltern waren völlig gesund.

R

	Rechtshänderin, gesund, Trägerin () Linkshänderin, gesund, Trägerin () rechtshändiger Junge, gesund () linkshändiger Junge, gesund ()

Aufgaben zur selbstständigen Lösung

Bestimmen Sie die Anzahl der Arten von Gameten in einem Organismus mit einem Genotyp.
Bestimmen Sie die Anzahl der Arten von Gameten in einem Organismus mit einem Genotyp.
Sie kreuzten hohe Pflanzen mit kurzen Pflanzen. B - alle Pflanzen sind mittelgroß. Was sein wird?
Sie kreuzten ein weißes Kaninchen mit einem schwarzen Kaninchen. Alle Hasen sind schwarz. Was sein wird?
Sie kreuzten zwei Hasen mit grauer Wolle. B mit schwarzer Wolle, - mit grau und weiß. Bestimmen Sie die Genotypen und erklären Sie diese Aufspaltung.
Sie kreuzten einen schwarzen hornlosen Stier mit einer weißen gehörnten Kuh. Sie erhielten schwarze hornlose, schwarze gehörnte, weiße gehörnte und weiße hornlose. Erklären Sie diese Trennung, wenn Schwarz und das Fehlen von Hörnern dominante Merkmale sind.
Drosophila mit roten Augen und normalen Flügeln wurde mit Fruchtfliegen mit weißen Augen und defekten Flügeln gekreuzt. Die Nachkommen sind alle Fliegen mit roten Augen und defekten Flügeln. Was wird der Nachwuchs sein, wenn man diese Fliegen mit beiden Eltern kreuzt?
Eine blauäugige Brünette heiratete eine braunäugige Blondine. Welche Kinder können geboren werden, wenn beide Elternteile heterozygot sind?
Ein rechtshändiger Mann mit positivem Rh-Faktor heiratete eine linkshändige Frau mit negativem Rh-Faktor. Welche Kinder können geboren werden, wenn ein Mann nur für das zweite Zeichen heterozygot ist?
Mutter und Vater haben eine Blutgruppe (beide Eltern sind heterozygot). Welche Blutgruppe ist bei Kindern möglich?
Die Mutter hat eine Blutgruppe, das Kind hat eine Blutgruppe. Welche Blutgruppe ist für einen Vater unmöglich?
Der Vater hat die erste Blutgruppe, die Mutter die zweite. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, ein Kind mit der ersten Blutgruppe zu bekommen?
Eine blauäugige Frau mit einer Blutgruppe (ihre Eltern hatten eine dritte Blutgruppe) heiratete einen braunäugigen Mann mit einer Blutgruppe (sein Vater hatte blaue Augen und eine erste Blutgruppe). Welche Kinder können geboren werden?
Ein rechtshändiger hämophiler Mann (seine Mutter war Linkshänderin) heiratete eine linkshändige Frau mit normalem Blut (ihr Vater und ihre Mutter waren gesund). Welche Kinder können aus dieser Ehe hervorgehen?
Erdbeerpflanzen mit roten Früchten und langblättrigen Blättern wurden mit Erdbeerpflanzen mit weißen Früchten und kurzblättrigen Blättern gekreuzt. Welche Nachkommen kann es geben, wenn rote Farbe und kurzblättrige Blätter dominieren, während beide Elternpflanzen heterozygot sind?
Ein Mann mit braunen Augen und Blutgruppe heiratet eine Frau mit braunen Augen und Blutgruppe. Sie hatten ein blauäugiges Kind mit einer Blutgruppe. Bestimmen Sie die Genotypen aller in der Aufgabe angegebenen Personen.
Sie kreuzten Melonen mit weißen ovalen Früchten mit Pflanzen, die weiße kugelige Früchte hatten. Bei den Nachkommen wurden folgende Pflanzen erhalten: mit weißen ovalen, mit weißen kugeligen, mit gelben ovalen und mit gelben kugeligen Früchten. Bestimmen Sie die Genotypen der ursprünglichen Pflanzen und Nachkommen, wenn die weiße Farbe der Melone über der gelben dominiert, ist die ovale Form der Frucht über der kugeligen.

Antworten

Gametentyp.
Gameten-Typen.
Gametentyp.
hoch, mittel und niedrig (unvollständige Dominanz).
Schwarz und weiß.
- schwarz, - weiß, - grau. unvollständige Dominanz.
Stier:, Kuh -. Nachkommen: (schwarz hornlos), (schwarz gehörnt), (weiß gehörnt), (weiß hornlos).
- Rote Augen, - Weiße Augen; - defekte Flügel, - normal. Anfangsformen - und Nachkommen.
Kreuzungsergebnisse:
ein)
- braune Augen, - Blau; - dunkles Haar, - hell. Vater Mutter - .

- braune Augen, dunkle Haare
- braune Augen, blonde Haare
- blaue Augen, dunkle Haare
- blaue Augen, blonde Haare
- Rechtshändig, - linkshändig; Rh-positiv, Rh-negativ. Vater Mutter - . Kinder: (Rechtshänder, Rh-positiv) und (Rechtshänder, Rh-negativ).
Vater und Mutter - . Bei Kindern ist eine dritte Blutgruppe (Geburtswahrscheinlichkeit -) oder eine erste Blutgruppe (Geburtswahrscheinlichkeit -) möglich.
Mutter, Kind; Er erhielt das Gen von seiner Mutter und von seinem Vater -. Die folgenden Blutgruppen sind für den Vater unmöglich: zweite, dritte, erste, vierte.
Ein Kind mit der ersten Blutgruppe kann nur geboren werden, wenn seine Mutter heterozygot ist. In diesem Fall beträgt die Geburtswahrscheinlichkeit .
- braune Augen, - Blau. Frau Mann . Kinder: (braune Augen, vierte Gruppe), (braune Augen, dritte Gruppe), (blaue Augen, vierte Gruppe), (blaue Augen, dritte Gruppe).
- Rechtshändig, - Linkshänder. Mann Frau . Kinder (gesunder Junge, Rechtshänder), (gesundes Mädchen, Träger, Rechtshänder), (gesunder Junge, Linkshänder), (gesundes Mädchen, Träger, Linkshänder).
- rote Frucht - Weiss; - kurzstielig, - langstielig.
Eltern: und Nachkommen: (rote Frucht, kurzer Stiel), (rote Frucht, langer Stiel), (weisse Frucht, kurzer Stiel), (weisse Frucht, langer Stiel).
Erdbeerpflanzen mit roten Früchten und langblättrigen Blättern wurden mit Erdbeerpflanzen mit weißen Früchten und kurzblättrigen Blättern gekreuzt. Welche Nachkommen kann es geben, wenn rote Farbe und kurzblättrige Blätter dominieren, während beide Elternpflanzen heterozygot sind?
- braune Augen, - Blau. Frau Mann . Kind:
- weiße Farbe, - Gelb; - ovale Früchte, - rund. Quellpflanzen: und. Nachwuchs:
mit weißen ovalen Früchten,
mit weißen kugeligen Früchten,
mit gelben ovalen Früchten,
mit gelben kugeligen Früchten.

Das sechste Gebäude des Einheitlichen Staatsexamens in Biologie ist Aufgaben. Besonders für Menschen, die gerade erst in Biologie oder Prüfungsvorbereitung einsteigen, sind sie erschreckend. Sehr vergebens. Man muss nur herausfinden, wie alles einfach und leicht wird. 🙂

Bezieht sich auf das Grundniveau, mit einer richtigen Antwort können Sie 1 Primärpunkt erhalten.

Um diese Aufgabe erfolgreich abzuschließen, sollten Sie die folgenden im Kodifizierer angegebenen Themen kennen:

Themen im Kodifikator für Aufgabe Nr. 6

Genetik, ihre Aufgaben. Vererbung und Variabilität sind Eigenschaften von Organismen. Methoden der Genetik. Grundlegende genetische Konzepte und Symbolik. Chromosomentheorie der Vererbung. Moderne Ideen über das Gen und Genom

"Ich werde die Prüfung lösen" teilt Aufgaben in zwei große Gruppen ein: monohybride Kreuzung und dihybride Kreuzung.

Bevor Sie Probleme lösen, schlagen wir vor, ein kleines Glossar mit Begriffen und Konzepten zusammenzustellen, um zu verstehen, was von uns verlangt wird.

Theorie für Kreuzungsaufgaben

Es gibt zwei Arten von Merkmalen: rezessive und dominante.

« Dominantes Merkmal setzt rezessives Merkmal außer Kraft“ ist ein feststehender Satz. Was heißt unterdrücken? Dies bedeutet, dass bei der Wahl zwischen einem dominanten und einem rezessiven Merkmal zwangsläufig das dominante Merkmal erscheint. Auf jeden Fall. Ein dominantes Merkmal wird durch einen Großbuchstaben und ein rezessives Merkmal durch einen Kleinbuchstaben gekennzeichnet. Alles ist logisch. Damit ein rezessives Merkmal in den Nachkommen erscheint, ist es notwendig, dass das Gen sowohl vom Weibchen als auch vom Männchen ein rezessives Merkmal trägt.

Stellen wir uns zur Verdeutlichung ein Zeichen vor, zum Beispiel die Farbe eines Kätzchenmantels. Angenommen, wir haben zwei Optionen für die Entwicklung von Ereignissen:

Schwarze Wolle
Weiße Wolle

Schwarze Wolle dominiert über Weiß. Im Allgemeinen geben Aufgaben immer an, was was beherrscht, Bewerber müssen nicht alles wissen, insbesondere aus der Genetik.

Schwarze Wolle würde dann mit einem Großbuchstaben gekennzeichnet. Am häufigsten werden alphabetisch A, B, C usw. verwendet. Weiße Wolle jeweils in Kleinbuchstaben.

Eine schwarze Wolle.

eine weiße Wolle.

Wenn die Verschmelzung von Gameten zu Kombinationen führt: AA, Aa, aA, bedeutet dies, dass die Wolle der Nachkommen der ersten Generation schwarz ist.

Wenn beim Verschmelzen der Gameten die Kombination aa erhalten wird, ist die Wolle weiß.

Welche Gameten die Eltern haben, wird im Zustand des Problems gesagt.

Gameten, oder Geschlechtszellen, sind Fortpflanzungszellen, die einen haploiden (einfachen) Chromosomensatz aufweisen und insbesondere an der sexuellen Fortpflanzung beteiligt sind.

Zygote Eine diploide Zelle, die aus der Befruchtung hervorgegangen ist.

Heterozygot - zwei Gene, die ein Merkmal bestimmen, sind gleich (AA oder aa)

Homozygot - zwei Gene, die ein Merkmal bestimmen, sind unterschiedlich (Aa)

Dihybrides Kreuz- Kreuzung von Organismen, die sich in zwei Paaren alternativer Merkmale unterscheiden.

monohybrides Kreuz- Kreuzung, bei der sich die gekreuzten Organismen nur in einem Merkmal unterscheiden.

Kreuz analysieren- Kreuzung eines hybriden Individuums mit einem Individuum, das für rezessive Allele homozygot ist.

Gregor Mendel - "Vater" der Genetik

Also, wie kann man zwischen diesen Kreuzungsarten unterscheiden:

Bei monohybrider Kreuzung sprechen wir von einem Merkmal: Farbe, Größe, Form.

Bei einer Dihybridkreuzung sprechen wir von zwei Merkmalen.

Bei der Analyse von Kreuzungen kann ein Individuum absolut beliebig sein, aber die anderen Gameten müssen ausschließlich rezessive Merkmale tragen.

Allele- verschiedene Formen desselben Gens, die sich in denselben Regionen homologer Chromosomen befinden.

Es klingt nicht sehr klar. Lass es uns herausfinden:

1 Gen trägt 1 Merkmal.

1 Allel trägt einen Merkmalswert (es kann dominant oder rezessiv sein).

Genotyp ist die Gesamtheit der Gene eines Organismus.

Phänotyp- eine Reihe von Merkmalen, die einem Individuum in einem bestimmten Entwicklungsstadium innewohnen.

Aufgaben werden oft gestellt, um den Prozentsatz von Personen mit einem bestimmten Genotyp oder Phänotyp oder die Aufteilung nach Genotyp oder Phänotyp anzugeben. Wenn wir die Definition des Phänotyps vereinfachen, dann ist der Phänotyp die äußere Manifestation von Merkmalen des Genotyps.

Zusätzlich zu allen Konzepten müssen Sie die Gesetze von Gregor Mendel - dem Vater der Genetik - kennen.

Gregor Mendel kreuzte Erbsen mit Früchten, die sich in Farbe und Glätte der Schale unterschieden. Dank seiner Beobachtungen erschienen drei Gesetze der Genetik:

I. Das Gesetz der Uniformität von Hybriden der ersten Generation:

Bei der monohybriden Kreuzung verschiedener Homozygoten haben alle Nachkommen der ersten Generation den gleichen Phänotyp.

II. Spaltungsgesetz

Bei der Kreuzung der Nachkommen der ersten Generation wird eine Aufspaltung von 3:1 im Phänotyp und 1:2:1 im Genotyp beobachtet.

III. Gesetz der unabhängigen Spaltung

Bei der dihybriden Kreuzung zweier verschiedener Homozygoten in der zweiten Generation wird eine phänotypische Aufspaltung im Verhältnis 9:3:3:1 beobachtet.

Wenn man die Fähigkeit erlangt hat, genetische Probleme zu lösen, kann die Frage auftauchen: Warum sollte ich die Mendelschen Gesetze kennen, wenn ich das Problem perfekt lösen und in bestimmten Fällen Spaltungen finden kann? Achtung Antwort: Bei manchen Aufgaben kann es notwendig sein, anzugeben, nach welchem Gesetz die Aufteilung stattgefunden hat, dies gilt jedoch eher für Aufgaben mit einer detaillierten Antwort.

Nachdem Sie sich in der Theorie auskennen, können Sie endlich zu Aufgaben übergehen. 😉

Analyse typischer Aufgaben Nr. 6 VERWENDUNG in der Biologie

Arten von Gameten bei einem Individuum

Wie viele Arten von Gameten werden in einem Individuum mit dem aabb-Genotyp gebildet?

Wir haben zwei Paare von allelischen Chromosomen:

Erstes Paar: aa

Zweites Paar: bb

Das sind alles Homozygote. Sie können nur eine Kombination machen: ab.

Arten von Gameten beim Überqueren

Wie viele Arten von Gameten werden in diheterozygoten Erbsenpflanzen während der Dihybridkreuzung gebildet (Gene bilden keine Kopplungsgruppe)? Notieren Sie eine Zahl für Ihre Antwort.

Da die Pflanzen diheterozygot sind, bedeutet dies, dass sie gemäß beiden Merkmalen ein Allel dominant und das zweite rezessiv haben.

Wir erhalten die Genotypen AaBb und AaBb.

Gameten in Aufgaben werden mit dem Buchstaben G gekennzeichnet, außerdem werden ohne Kommas in Kreisen zuerst Gameten einer Person angegeben, dann ein Semikolon (;) gesetzt, Gameten einer anderen Person werden ebenfalls in Kreisen geschrieben.

Die Kreuzung wird durch ein „x“ gekennzeichnet.

Schreiben wir die Gameten auf, dazu sortieren wir alle Kombinationen:

Es stellte sich heraus, dass die Gameten der ersten und zweiten Person gleich waren, also war auch ihr Genotyp derselbe. Wir haben also 4 verschiedene Arten von Gameten:

Berechnung des Anteils an Diheterozygoten

Bei der Kreuzung von Individuen mit AaBb-Genotypen mit AaBb (Gene sind nicht verknüpft) beträgt der Anteil (%) an Heterozygoten für beide Allele (Diheterozygoten) in den Nachkommen ....

Lassen Sie uns ein Punnett-Gitter erstellen. Dazu schreiben wir die Gameten des einen Individuums in eine Spalte, die Gameten des anderen in eine Reihe, wir erhalten eine Tabelle:

Lassen Sie uns die Diheterozygoten in der Tabelle finden:

Zygoten insgesamt: 16

Diheterozygoten: 4

Lassen Sie uns den Prozentsatz berechnen: =

Anwendung der Mendelschen Gesetze

Die Einheitlichkeitsregel der ersten Generation tritt auf, wenn der Genotyp eines Elternteils aabb und der andere ist

Gemäß der Einheitlichkeitsregel sollten monohybride Homozygoten gekreuzt werden, eine mit einem dominanten Merkmal und die zweite mit einem rezessiven. Daher muss der Genotyp des anderen Individuums AABB sein.

Antwort: AABB.

Phänotyp-Verhältnis

Der Genotyp eines Elternteils ist AaBb, wenn bei der Analyse der Dihybridkreuzung und der unabhängigen Vererbung von Merkmalen eine Aufspaltung des Phänotyps bei den Nachkommen im Verhältnis beobachtet wird. Schreiben Sie die Antwort in Form einer Zahlenfolge auf, die das Verhältnis der resultierenden Phänotypen in absteigender Reihenfolge zeigt.

Analysieren des Dihybridkreuzes, was bedeutet, dass das zweite Individuum eine rezessive Dihomozygote hat: aabb.

Hier kann auf das Punnett-Gitter verzichtet werden.

Generationen werden mit dem Buchstaben F bezeichnet.

F1: AaBb; Abb.; aaBb; abb

Alle vier Varianten von Phänotypen sind unterschiedlich, sie beziehen sich also 1:1:1:1 aufeinander.

Antwort: 1111

Genotyp-Verhältnis

Wie hoch ist das Verhältnis der Genotypen bei den Nachkommen, die aus der Kreuzung von Individuen mit AaBb x AABB-Genotypen stammen?

AaBb x AABB

F1: AaBb; Abb.; aaBb; abb

Alle 4 Genotypen sind unterschiedlich.

Vererbung bestimmter Merkmale oder Krankheiten

Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit der Geburt gesunder Jungen in einer Familie, in der die Mutter gesund und der Vater an Hypertrichose erkrankt ist, einer Krankheit, die durch das Vorhandensein eines Gens verursacht wird, das mit dem Y-Chromosom verbunden ist?

Wenn das Merkmal mit dem Y-Chromosom verknüpft ist, beeinflusst es das X-Chromosom nicht.

Das weibliche Geschlecht ist homozygot: XX, das männliche ist heterozygot XY.

Die Lösung von Problemen mit Geschlechtschromosomen unterscheidet sich praktisch nicht von der Lösung von Problemen mit Autosomen.

Lassen Sie uns eine Gen- und Merkmalstabelle erstellen, die auch für Aufgaben zu autosomalen Chromosomen erstellt werden sollte, wenn die Merkmale angegeben sind und dies wichtig ist.

Der Buchstabe über dem Y zeigt an, dass das Gen mit diesem Chromosom verbunden ist. Merkmale sind dominant und rezessiv, sie werden durch Groß- und Kleinbuchstaben gekennzeichnet, sie können sich je nach Aufgabe sowohl auf das H-Chromosom als auch auf das Y-Chromosom beziehen.

♀XX x XY a

F1: XX-Mädchen, gesund

XY a - Junge, krank

Jungen, die diesem Paar geboren werden, sind zu 100 % krank, also zu 0 % gesund.

Blutgruppen

Welche Blutgruppe nach dem ABO-System hat ein Mensch mit dem Genotyp I B I 0? Notieren Sie eine Zahl für Ihre Antwort.

Verwenden wir die Tabelle:

In unserem Genotyp sind die Agglutinogene B und 0 erfasst, dieses Paar ergibt die dritte Blutgruppe.

Arbeiten mit einem Schema

Bestimmen Sie anhand des in der Abbildung gezeigten Stammbaums die Wahrscheinlichkeit (in Prozent) der Geburt der Eltern 1 und 2 eines Kindes mit einem schwarz markierten Merkmal bei vollständiger Dominanz dieses Merkmals. Schreiben Sie Ihre Antwort als Zahl.